控制閥（儀表專業(yè)的調節(jié)閥）的閥組，包括控制閥及切斷閥，旁路閥等，*常見的布置方式為立面布置，在管道彎頭的下方設置支架。類似這種閥組的支架除了考慮支承重量外，還要考慮管道熱膨脹以及承受振動的力。當閥門進出口壓差較大時，或液體管道減壓過程產生氣體時，更易產生劇烈振動，應引起特別的注意。兩相流的管道，應考慮發(fā)生水錘的可能性，特別長的且有向上流動的垂直管段時，易發(fā)生水錘作用。如果將向上流動的管段布置在控制閥之前，情況就會改善。對于有熱膨脹的管道，應根據其柔性計算的要求，將其中1個支架設置為固定架，另1個設置為滑動支架或導向架。如果熱脹應力允許，宜在控制閥的出口側設固定架，入口側設滑動架。必要時在控制閥出口側的垂直管端上還要設置導向架。

　　2塔設備管道的支吊架

　　塔的管道一般可分為塔頂管道，塔體側面管道和塔底管道。塔頂管道包括回流管道，進料管道，側線抽出管道，汽提蒸汽管道，重沸器入口和返回管道等。塔底管道包括塔底抽出管道和塔底排液管道等。這些管道都與塔體上的開口相連接，一般又都是沿塔體的周圍或上下來布置。對于塔底再沸器的支架設計，已給出較為詳細的設計方案，這里主要討論沿塔上部下行的管線。塔類管道通常在塔壁上設置支撐，以使其相對位移盡量小。塔類設備管道支架.塔類設備管道支架沿塔上部下行的第1個支架通常設置滑動承重架或固定支架，且盡量靠近設備管口，以減小設備口和支撐點的相對熱膨脹位移，減小熱膨脹的反力。如果第1個支架至管口之間的管道柔性不夠，可采取改變管道走向的方式以適當增加管道的柔性。如果第1個承重架荷載過大，可以另設第2個承重架。

　　對此類管線進行應力分析時，要考慮開停車，空載，正常操作，水聯(lián)運等各種工況。由于在各種工況下塔設備與管線的溫差會有差別，熱位移和熱應力應按塔壁和管線熱膨脹差*大的情況進行分析。例如，需在豎直管線的彎頭處設置支架，無論是否從塔壁上支撐，均應設置為彈簧架，需要注意的是，否則因管道柔性不夠，將會導致距彎頭*近的剛性支架受力過大或者托空，勢必影響到塔壁上支架的受力和管口受力。結合控制閥組的管道支架要求，不難看出，一般不宜在上塔管線太靠近彎頭處設置控制閥組。塔的回流管線與塔壁溫差較大，且一般設置調節(jié)閥組，應力分析時應引起足夠的重視。

　　3離心泵管道的支架

　　泵的進出口位置是根據處理流體的性質，狀態(tài)，流量，揚程等不同，分為頂頂，端頂，側側，側頂4種。進行離心泵管道的設計時，必須使其進出口管道具有足夠的柔性，以減小管道作用于泵口的力和力矩。對于制造廠未提出受力要求的離心泵，其管口受力一般要求滿足API610規(guī)定。

　　離心泵進出口管道布置和管道支架設置見圖3.圖3離心泵進出口管道布置和管道支架泵的入口管道工藝要求比較嚴格，出口問題相對少些。為使泵管口受力盡可能小，應在閥門附近設置支吊架，以避免閥門質量作用于泵管口處。如果靠近泵管口處的支吊點存在垂直熱位移，應考慮選用彈簧架。對于泵的水平進出口管線，應盡量采用剛性支撐，且靠近泵口的第1個支架通常應做成可調節(jié)高度的承重架，對于剛性滑動支架，如果其距彎頭的距離過小，將會托空，或者在承重情況下造成泵管口熱態(tài)受力較大，可考慮采用彈簧架，.需要注意的是，泵的入口管道為水平向與泵口連接時，有時泵體較大，泵口存在垂直的熱膨脹，如果滑動支架靠泵口過近，柔性分析往往不能通過。為了避免受到遠端管道的水平推力作用于泵管口上，應在管系的對稱位置附近設置限位支架或導向支架。需要注意的是，可調節(jié)支架目前國內還沒有統(tǒng)一標準，需要設計人員提出相關參數，由廠家特殊制造。當多臺泵并列布置時，泵間管道熱膨脹產生的作用力和管子的摩擦力引起的軸向推力往往是泵口受力超標的重要原因。如果應力分析結果表明是上述原因使泵口受力不能滿足要求時，則應考慮增加柔性來吸收連接段的熱膨脹，降低滑動處摩擦系數，比較常用的方法是增加1層聚四氟墊板，將鋼對鋼的摩擦系數0.3降為不銹鋼對聚四氟乙烯0.1.此外，對于大型的水泵出口管要注意止回閥關閉時的推力作用。在止回閥及切斷閥附近應設置堅固的支架，以承受水擊與重力荷載。

　　4汽輪機和離心式壓縮機管口管線支架

　　離心式壓縮機是連續(xù)排料的，幾乎可以不考慮振動。但由于氣體重度小，轉子轉速高，又為多級式，故軸的找正要求非常高。由于汽輪機管線操作溫度較高，受力要求更為嚴格，因此汽輪機管道的柔性設計是管道應力分析中較為困難的問題之一。

　　在機器制造廠未提出允許受力限制時，一般氣輪機管口受力校核標準為NEMASM23，離心式壓縮機管口受力校核標準為API617.離心式壓縮機與汽輪機管道的柔性設計具有相似之處，以下主要以汽輪機管道為例進行說明。

　?。?）計算時必須考慮機器管口的熱態(tài)位移，并應考慮*不利的工況。

　　（2）對汽輪機進行受力驗算分析時，應該包括進出口和抽汽口；汽封管道可不作詳細應力分析，但應保證具有足夠柔性。

　?。?）計算時應注意考慮機器管口處管道法蘭的質量。需要注意的是，與機器管口配對的法蘭通常壓力等級會高于管道壓力等級。

　?。?）計算時應考慮與主管相連支管的影響。一般情況下，汽輪機抽氣口和離心式壓縮機出口管線上會連接有安全閥管線，由于安全閥的管口承受的外載荷要求盡可能小，以免造成閥體變形，影響安全閥的性能，故要求管線有一定的柔性。由于支架除能承受重力外，還應能承受泄放流體時產生的反力，所以一般會在安全閥出口管線上適當設置一些導向，限位和固定支架，這些支架對機器管口的受力有較大影響。當這些限制性支架使機器管口受力不能通過時，可以考慮用抗安全閥排氣反力型阻尼器來替代安全閥出口附近的限制性支架。

　?。?）汽輪機管口附近的幾組支吊架一般采用彈簧支吊架，以減小因垂直管道的熱膨脹引起的管口熱態(tài)作用力，同時減小摩擦力的影響。第1個彈簧支吊架與管口的水平距離宜控制在公稱直徑為4倍以內，以使壓縮機管道的自重及熱脹推力和力矩盡可能不作用到壓縮機管口上。

　?。?）機器各管口受力和力矩的整體綜合校核往往*難通過，因此計算時應綜合考慮各管口的力和力矩，使不同管口處的作用力和力矩能夠相互抵消。對于多級壓縮的離心式壓縮機，制造廠家一般會提出分段進行總體校核允許受力限制。CAESAR軟件本身帶有NEMASM23和API617校核模塊，當離心式壓縮機總體校核的管口數量超過4個時，則需要進行人工校核。

　?。?）汽輪機的管道*好是圍繞機器固定點布置，并在管道與機器固定點處坐標軸的交點位置附近設置限位支架，從而使機器管口的熱膨脹與管道熱膨脹基本相當，以減小管道對機器管口的作用力。

　　（8）如果調整支承位置，形式及改變管道走向后，汽輪機受力仍難以滿足要求，可考慮在汽輪機出口的豎直管道上使用金屬波紋管膨脹節(jié)。

　　有些汽輪機進口管線采用高壓蒸汽，蒸汽溫度甚至達到540！，用CAESAR軟件進行應力分析時，如果仍然采用軟件默認的冷態(tài)彈性模量會比較保守，采用熱態(tài)彈性模量會更加接近真實。依據機器受力校核標準進行第2項的總體校核時，力和力矩應合成到*大管口的中心處，汽輪機一般是排氣口，離心式壓縮機一般是進氣口。多級壓縮的離心式壓縮機管口較多，有時口徑*大的管口會不止1個，此時應該將基準點選取在何處，相關標準規(guī)范沒有明確規(guī)定。

　　為保證機器的正常運行，GB50235工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范#和SH3501石油化工劇毒，可燃介質管道工程施工及驗收規(guī)范#均對轉動機器安裝時管道法蘭與機器法蘭之間的間距，平行度和同軸度作出了嚴格的要求。為了施工中便于達到這些要求，在對轉動機器管道進行柔性分析時，不但應使操作狀態(tài)下機器管口受力滿足相應標準的要求，而且應使安裝狀態(tài)下管道對機器管口的作用力盡量接近于零。另外，管道上機器管口附近的第1個彈簧支吊架點應盡量靠近機器管口，必要時可以將第1個彈簧支吊點設置成3個均布的有一定載荷整定率的恒力彈簧，以便于施工中對法蘭之間的間距，平行度和同軸度進行調節(jié)。轉動機器的管道在靠近機器管口處不宜采用冷緊，否則施工要求將難以滿足。

　　5管廊上管道的支架

　　敷設在管廊上的管線包括各種工藝管道的級別和種類，選擇相應的校核準則。例如，目前規(guī)模較大的化工裝置通常采用參數為9.81MPa，540的高壓蒸汽，屬于GD1級別的動力管道，應力分析時應按照動力管道規(guī)范ASMEB31.1進行校核，而各種工藝管道應按照ASMEB31.3進行校核。

　　管廊上管道支架的間距，受到管廊結構的梁及柱間距的限制，大管道支架間距通常為6m，小管道支架間距通常為3m.在進行管道設計時，無論是否進行詳細的應力分析，均須首先滿足允許跨距要求。管道下沉意味著疏水不暢，高溫管道的局部地方可能因疏水問題而引起較大的溫差應力，嚴重時會導致管線局部變形，其支架的跨距要求更為嚴格。

　　管廊上管道的支架設計重點是各種限制性支架，尤其是固定架。管道的固定點位置應符合下列要求。

　　（1）對于復雜管道可用固定點將其劃分成幾個形狀較為簡單的管段，如L型管段，U型管段，Z形管段等再進行分析計算。

　?。?）確定管道固定點位置時，應使其有利于2個固定點之間管段的自然補償。

　　（3）固定點應設置在靠近需要限制分支管位移的地方。

　?。?）固定點應設置在需要承受管道振動，沖擊載荷或需要限制管道多方向位移的地方。

　?。?）進出裝置的工藝管道和非常溫的公用物料管道，宜在裝置分界處設固定點。

　?。?）管道固定點一般應設置在柱子軸線的主梁上，不要設置在次梁上，并盡量使固定架兩側的推力相差不要過大，作用于管道中固定點的載荷，應考慮其兩側各滑動支架的摩擦反力。

　?。?）當2個固定支架中間設置軸向膨脹節(jié)時，應使其一端靠近固定支架，另一端第1導向支架與補償器的距離按公稱直徑的4倍（4DN）設置，第2導向支架與第1導向支架距離按公稱直徑的14倍（14DN）設置，其余導向支架可按水平管道允許的導向支架間距設置.

　?。?）有U%型補償器時，宜將其設置在2個固定點的中部，兩側還必須設置導向支架。第1個導向支架離彎頭的距離不宜太近，以免造成過大的水平推力，A值一般取32DN~40DN為宜，B值一般不宜小于2m，固定點間的*大距離應按U%型補償器的尺寸而定，裝有軸向型膨脹節(jié)管道的支架對于多根需要設置U%型補償器的管道宜并排布置，高溫和大直徑的管線應放在外側，低溫和小直徑的管線應放在內側。在U%型補償器上不應引出支管。在靠近補償器兩側的直管上引出支管時，支管不應妨礙主管的變形或位移。因主管熱脹而產生的支管引出點的位移，不應使支管承受過大的應力或過多的位移。管道在自然補償時選用立體形比平面形的補償效果好。

　　管廊上管道限制性支架類型當支架點只需限制某1個或幾個方向的位移，且允許其他方向自由時，應將其設成限位支架，并可以根據需要適當放間隙。

　　6煤氣化框架水汽系統(tǒng)管線的支架

　　由于煤氣化框架水汽系統(tǒng)管線進，出口高度差較大，而且管線溫度也較高，所以此類管線上大部分支架都設置成彈簧支吊架。開車運行時，溫度慢慢上升，管中介質的密度會有較大變化，特別是PCW2系統(tǒng)管線，正常操作時管道中介質比重不到0.3.由于彈簧是根據正常操作工況下的熱態(tài)位移和安裝載荷設計，如果不采取任何保護措施，很可能會造成多個彈簧被壓死。

　　為了防止彈簧支吊架由于過載被損壞，較好的辦法是在此類管線上選取一些適當的位置增加一些剛性滑動支承，但這些點在正常操作時熱態(tài)位移須垂直向上。另外，對此類管線進行應力分析時，介質密度可以適當放大，并嚴格控制彈簧荷載變化率。

　　7結語

　　（1）在整個管道工程的投資中，雖然支吊架系統(tǒng)所占的比例較少，但支吊架的正確設置對整個管系的安全運行起著至關重要的作用。只有管道布置合理，支架位置和形式選取得當，才能使管道設計在滿足工藝要求的同時，既經濟合理又安全可靠。

　?。?）上述內容對支吊架的位置確定和選用進行了必要的討論，設計時還應注意支吊架零部件的強度和材料的選用原則。

　　（3）隨著石化工業(yè)的發(fā)展，裝置規(guī)模的大型化，大口徑管道的增多，支吊架的也隨之大型化和復雜化，管架標準已亟待進一步更新和完善。